现场设备以及使用该现场设备的系统的制作方法

文档序号:6553044阅读:235来源:国知局
专利名称:现场设备以及使用该现场设备的系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种现场设备和一种系统,在该系统中多个现场设备经由网络彼此连接。本发明尤其涉及这样一种现场设备以及使用该现场设备的系统,其中可以容易地为现场设备增加功能(任务),而所增加的功能(任务)可以被彼此独立地操作。
背景技术
JP-A-10-215492、JP-A-2001-051716、JP-A-2002-318702和JP-A-2004-054803被引用为与现场设备及其中多个现场设备经由网络彼此相连的系统相关的技术文献。
图14是示出系统示例的配置方框图,在该系统中相关技术的多个现场设备比如传感器、致动器、控制器、通信测量仪器、测量仪器、记录装置和服务器经由网络彼此连接。在图14中,参考数字1是高级服务器;参考数字2、3、4和5是控制器;而参考数字6是由多个传感器构成的传感器组。
在图14中,多个示为“SN01”的传感器经由网络(未示出)被连接到控制器2,而多个示为“SN02”的传感器经由网络(未示出)被连接到控制器3。
按照相同的方式,在图14中,多个示为“SN03”的传感器经由网络(未示出)被连接到控制器4,而多个示为“SN04”的传感器经由网络(未示出)被连接到控制器5。
控制器2、3、4和5经由网络(未示出)被连接到高级服务器1。
在此将简述图14中示出的相关技术示例的操作。传感器组6的操作分别受到控制器2、3、4和5的控制,而控制器2、3、4和5被服务器1集中管理,从而构成整个系统,例如生产系统等等。
在图14所示的系统中,在把用于解决用户新的请求、任务等等的功能(此后称之为“附加任务”)增加到正在现场设备比如控制器或服务器中运行的功能(此后称之为“主任务”)时,通过把程序或者参数等等增加到比如控制器或服务器之类的现场设备中,该附加任务可以在与主任务相同的执行环境下执行。
图15是表示在现场设备中运行的主任务(具体来说是应用程序)与用于执行主任务的执行环境比如OS(操作系统)、或比如通信功能、I/O等之类的硬件资源之间的关系的说明图。主任务、执行环境和硬件资源是现场设备的特有功能,此后如有必要将这些功能描述为“设备特有功能”。
图15中的“HW11”是硬件资源;图15中的“OS11”是执行环境;图15中的“MA11”是主任务;而图15中的“AA11”、“AA12”和“AA13”是附加任务(具体来说是应用程序)。
例如,在把如图14示为“AA01”的一组多个附加任务(具体来说是“AA11”、“AA12”和“AA13”)增加到服务器1和控制器2和3时,在图15中示为“AA11”、“AA12”和“AA13”的每个附加任务都被合并到在图15中示为“MA11”的主任务中。
通过这样的配置,在图15中示为“AA11”、“AA12”和“AA13”的附加任务可以被增加到要被执行的现场设备中。特别是在图14中示出的相关技术的示例中,通过使用设备特有功能(主任务、执行环境和硬件资源)可以在与主任务相同的执行环境中执行附加任务。
图16是示出相关技术的系统的另外一个示例的配置方框图,在该系统中多个现场设备经由网络彼此连接。在图16中,参考数字7是高级服务器;参考数字8、9、10和11是控制器;参考数字12是由多个传感器构成的传感器组;而参考数字13、14和15是应用程序服务器。
在图16中示为“SN21”的多个传感器经由网络(未示出)被连接到控制器8,而在图16中示为“SN22”的多个传感器经由网络(未示出)被连接到控制器9。
按照相同的方式,在图16中示为“SN23”的多个传感器经由网络(未示出)被连接到控制器10,而在图16中示为“SN24”的多个传感器经由网络(未示出)被连接到控制器11。
控制器8、9、10和11经由网络(未示出)被连接到高级服务器7。应用程序服务器13、14和15经由网络(未示出)被连接到各自的现场设备。
在此将简述图16中示出的相关技术示例的操作。传感器组12的操作受到控制器8、9、10和11的控制,而控制器8、9、10和11被服务器7集中管理,从而构成整个系统,例如生产系统等等。
在图16所示出的系统中,在把附加任务增加到正在如控制器或服务器之类的现场设备中运行的主任务时,该控制器或服务器之类的现场设备访问应用程序服务器13、14和15以接收附加任务所要求的服务。
图17是示出在现场设备中运行的主任务与用于执行主任务的执行环境或者硬件资源之间的关系的说明图。
图17中的“AS31”是提供附加任务的服务的应用程序服务器,而图17中的“FD31”是现场设备,其中仅运行接收附加任务的服务的主任务。
图17中的“HW31”和“HW32”是应用程序服务器和现场设备的硬件资源(具体来说是通信工具比如网卡);图17中的“OS31”和“OS32”是应用程序服务器和现场设备的执行环境(具体来说是OS等的通信控制功能);图17中的“MA31”是现场设备的主任务;而图17中的“AA31”是应用程序服务器中运行的附加任务。
例如,在把应用程序服务器13提供的附加任务增加到在图16中示为“SN21”的多个传感器、把应用程序服务器14提供的附加任务增加到服务器7和控制器8和9、以及把应用程序服务器15提供的附加任务增加到在图16中示为“SN24”的多个传感器和控制器11的情况下,每个现场设备都经由网络(未示出)访问其对应的应用程序服务器以接收附加任务的服务。
具体地说,在图17中示为“FD31”的现场设备使用现场设备的设备特有功能(图17中的“OS31”和“HW31”)通过执行图17中示为“CM31”的通信来使用在图17中示为“AA31”的附加任务,该附加任务运行在图17中示为“AS31”的应用程序服务器的设备特有功能(图17中的“OS32”和“HW32”)中。
通过这种配置,在图17中示为“AA31”的附加任务可以被增加到现场设备中并被执行。特别是在图16中示出的相关技术示例中,对附加任务的附加条件没有限制,并且有可能增加了附加任务而不受附加任务所要增加到的现场设备的资源的影响。

发明内容
本发明要解决的问题在图14中示出的相关技术示例中存在一个问题,即必须充分了解主任务的规格或者实施以及OS之类的执行环境的功能,因为附加任务和主任务是在相同的操作环境下执行的。也就是说,由于每个现场设备的设备特有功能是多样的,所以即使附加任务具有相同的功能,附加任务也取决于该附加任务所要并入的设备而变化。
此外还存在一个问题,即增加附加任务而丝毫不影响主任务是极其困难的,因为是要将附加任务合并入正在运行的主任务中。更确切地说,存在当操作附加任务(或者主任务)时其它任务可能受到影响的问题。
在图16中示出的相关技术示例中,由于有必要准备应用程序服务器以提供附加任务的服务,于是存在一个问题,即必须准备与待增加的附加任务的数量一致的应用程序服务器。
另外,取决于附加任务的类型,具体地说在使应用程序服务器执行要求在很短的时间内采集数据的比如异常分析处理之类的附加任务的情况下,存在一个问题,即如传感器之类的现场设备的主任务受到作为数据采集目标的如传感器之类的现场设备的CPU负载或者网络负载的影响。
本发明的一个目的是提供一种现场设备和使用此现场设备的系统,其中可以容易地把功能(任务)增加到现场设备中,并且所增加的功能(任务)可以被彼此独立地操作。
解决问题的装置提供一种连接到网络的现场设备,该现场设备包括存储部分;通信部分,其用于经由网络进行通信;以及运算控制部分,其用于通过在执行环境下执行主任务来整体控制现场设备,并且控制在执行环境下工作的工作机构,其中该工作机构把组标识符、特有地址空间和特有名称空间分配给正被启动的附加任务。
因此,运行中的附加任务可以被独立地操作而不相互干扰。另外,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在现场设备中,工作机构控制被启动的附加任务。因此,运行中的附加任务可以被独立地操作而不相互干扰。另外,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在现场设备中,工作机构响应于来自运行中的附加任务的请求而在设备特有功能中指定访问目标,以读取由设备特有功能所保持的数据,当主任务正在访问所指定的访问目标时,工作机构等待主任务的访问完成,并且工作机构从访问目标读出物理数据,基于数据转换列表把读出的物理数据转换成逻辑数据,并且把转换得到的逻辑数据传送到运行中的附加任务。
因此,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在现场设备中,工作机构响应于来自运行中的附加任务的请求而在设备特有功能中指定访问目标,以写入由设备特有功能保持的数据,并且基于数据转换列表把待写入的逻辑数据转换成物理数据,当主任务正在访问所指定的访问目标时,工作机构等待主任务的访问完成,并且工作机构在所指定的访问目标中写入转换得到的物理数据。
因此,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在现场设备中,设备特有功能包括硬件资源、主任务和执行环境。因此,被启动的附加任务可以被独立地操作而不相互干扰。另外,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在现场设备中,工作机构响应于运行中的附加任务对其它附加任务的操作请求而获取其它附加任务的组标识符,当运行中的附加任务的组标识符和其它附加任务的组标识符相同时,工作机构把操作请求传送给其它附加任务,而当运行中的附加任务的组标识符和其它附加任务的组标识符不同时,工作机构不允许该操作请求。
因此,可以确保不同组标识符之间的独立性。
在现场设备中,执行环境为主任务和工作机构提供优先顺序。因此,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在现场设备中,工作机构为每个组标识符提供优先顺序。因此,有可能在虚拟系统单元中控制其优先顺序。
在现场设备中,工作机构为每个附加任务提供优先顺序。因此,被启动的附加任务可以被独立地操作而不相互干扰。
在现场设备中,当载入新的附加任务时,工作机构为每个组标识符准备一个不同的名称空间,并且把新的附加任务载入名称空间以执行该任务。因此,新的附加任务可以在各组标识符之间被独立地使用,从而使各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性进一步提高。
在现场设备中,当把硬件资源提供给附加任务时,尽管被分配了不同组标识符的附加任务使用的是相同的名称,但工作机构进行管理来使用硬件资源的不同资源。因此,各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性被进一步提高。
在现场设备中,当附加任务请求访问特定的路径名时,工作机构获取该附加任务的组标识符,并且通过使用把组标识符加入路径名的扩展路径名来进行访问。因此,当组标识符不同时,扩展路径名可能是完全不同的路径名。所以,不会发生对资源的重叠操作,并且各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性可以被进一步提高。
在现场设备中,工作机构响应于用户的操作请求来判定一个操作请求是否合法,并且验证用户的访问权限。因此,有可能阻止来自不具有访问权限的用户的非法操作请求,从而提高安全性。
本发明提供一种现场系统,其包括多个现场设备,其中所述多个现场设备被连接到网络,并且相同的组标识符被分配给所述多个现场设备。
因此,被启动的附加任务可以被独立地操作而不相互干扰。另外,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
现场系统包括系统管理服务器,其被连接到网络,并且其集中管理验证信息。因此不必个别地管理各现场设备中的复杂的验证信息。在更改验证信息时,仅有系统管理服务器的验证信息可以在不改变各现场设备的各自验证信息的情况下进行更改。
本发明的优点根据上述的现场设备,当启动附加任务时,工作机构把组标识符以及特有地址空间和特有名称空间分配给每个附加任务。因此,被启动的附加任务可以被独立地操作而不相互干扰。另外,工作机构执行控制以使得附加任务被分配到的地址空间不被直接操作,或者运行中的附加任务不能自由地进行通信。因此,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在附加任务访问设备特有功能中的数据时,工作机构允许主任务优先访问该数据。因此,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
当存在来自运行中的附加任务对其它附加任务的操作请求时,工作机构仅当运行中的附加任务的组标识符与上述其它附加任务的组标识符相同时允许该操作请求。因此,可以确保不同的组标识符之间的独立性。
通过把优先顺序赋给主任务和工作机构以及改变CPU的分配时间或对资源的占有权等等,主任务的优先顺序被设定为高于工作机构的优先顺序。因此,可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
工作机构把优先顺序赋给每个组标识符,并且因此有可能在虚拟系统单元中控制其优先级。
工作机构把优先顺序赋给每个附加任务,并且因此可以使被启动的附加任务独立地操作而不相互干扰。
在载入新的附加任务的情况下,工作机构为每个组标识符准备一个不同的名称空间,并且把新的附加任务载入名称空间以执行该任务。因此,附加任务可以在各组标识符之间被独立地使用,从而进一步提高各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性。
在把硬件资源提供给附加任务的情况下,即使在被分配了不同组标识符的附加任务当中使用了相同的名称,工作机构进行管理以使用硬件资源的不同资源。因此,各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性可以被进一步提高。
在附加任务请求访问特定的路径名的情况下,工作机构获取附加任务的组标识符,并且通过使用把组标识符加入路径名的扩展路径名来进行访问。因此,当组标识符不同时,扩展路径名是完全不同的路径名。所以,不会发生资源的重叠,并且各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性可以被进一步提高。
工作机构响应于来自用户的操作请求来验证用户的访问权限,并且判定该操作请求是否合法。因此,有可能阻止来自不具有访问权限的用户的非法操作请求,从而提高安全性。
另外,本发明提供一种现场系统,其包括多个现场设备,其中多个现场设备被连接到网络,并且相同的组标识符被分配给这多个现场设备。该现场系统包括系统管理服务器,该系统管理服务器被连接到网络并集中地管理验证信息。因此不必个别地管理针对各现场设备的复杂的验证信息。在更改验证信息时,只有系统管理服务器的验证信息可以在不改变各个现场设备的验证信息的情况下进行更改。


图1是示出使用了根据本发明的现场设备的系统的一个实施例的配置方框图。
图2是示出每个现场设备的具体示例的配置方框图。
图3是示出一个在现场设备中运行的主任务、一个用于执行该主任务的执行环境、硬件资源、工作机构以及附加任务之间的关系的说明图。
图4是描述工作机构的操作的流程图。
图5是示出组标识符管理列表的示例的说明图。
图6是描述工作机构的操作的流程图。
图7是描述工作机构的操作的流程图。
图8是描述工作机构的操作的流程图。
图9是描述其它附加任务的操作的说明图。
图10是描述附加任务在不同的现场设备中的操作的说明图。
图11是描述虚拟系统的说明图。
图12是示出集中管理验证信息的系统的另一个实施例的配置方框图。
图13是示出在系统管理服务器中被管理的验证信息示例的说明图。
图14是示出相关技术的系统的示例的配置方框图,在该系统中现场设备经由网络彼此连接。
图15示出一个在现场设备中运行的主任务、一个用于执行该主任务的执行环境和硬件资源之间的关系的说明图。
图16是示出相关技术的系统的另一个示例的配置方框图,在该系统中多个现场设备经由网络彼此连接。
图17是示出一个在现场设备中运行的主任务、一个用于执行主任务的执行环境和硬件资源之间的关系的说明图。
参考数字和符号的说明1,7 服务器2,3,4,5,8,9,10,11 控制器6,12 传感器组13,14,15应用程序服务器16,17,18,19,20,50现场设备21运算控制部分22存储部分
23通信部分24系统管理服务器100 网络具体实施方式
此后将参考附图对本发明进行详细描述。图1是示出使用根据本发明的现场设备的系统的一个实施例的配置方框图。
在图1中,参考数字16、17、18、19和20是现场设备,比如传感器、致动器、控制器、通信测量仪器、测量仪器、记录装置和服务器;而参考数字100是网络。现场设备16、17、18、19和20经由网络100彼此连接。
图2是示出每个现场设备的具体示例的配置方框图。在图2中,参考数字21是诸如CPU之类的运算控制部分,其控制整个现场设备;参考数字22是存储部分,比如硬盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)和闪存(电可重写ROM),其中存储有如主任务之类的应用程序;而参考数字23是诸如网卡之类的通信部分,其用于经由网络进行通信。另外,现场设备50包括参考数字21、22和23。
存储部分22的输入和输出被连接到运算控制部分21,并且通信部分23的输入和输出也被连接到运算控制部分21。另外,通信部分23被连接到网络(未示出)。
在此将参考图3、4、5、6、7、8、9、10和11对图1中示出的实施例的运行进行描述。
图3是示出一个在现场设备中运行的主任务(具体来说是应用程序)、一个用于执行主任务的如OS之类的执行环境、硬件资源比如通信功能和I/O、工作机构、以及附加任务(具体来说是应用程序)之间的关系的说明图。图4、6、7和8是描述工作机构的运行的流程图。图5是示出组标识符管理列表的示例的说明图。图9是描述其它附加任务的运行的说明图。图10是描述附加任务在不同的现场设备中的运行的说明图。图11是描述虚拟系统的说明图。
在图3中,“MA41”是主任务;“HW41”是硬件资源;“OS41”是执行环境;“OF41”是工作机构;“FD41”是设备特有功能;而“AA41”、“AA42”和“AA43”是附加任务。
在图3中示为“OF41”的工作机构被安装在每个现场设备中,并执行在图3中示为“AA41”的附加任务等。另外,从在图3中示为“FD41”的现场设备50的设备特有功能中所包括的在图3中示为“OS41”的执行环境(例如OS)的观点来看,在图3中示为“OF41”的工作机构是作为单个独立的执行单元比如任务或进程而被处理的。
在图3中示为“OF41”的工作机构具有如下功能,比如用于执行附加任务的执行功能;针对附加任务的接口功能,其用于使用设备特有功能,该设备特有功能包括现场设备中运行的主任务、用于执行该主任务的执行环境以及硬件资源;附加任务管理功能,其控制附加任务的创建、开始、停止和删除,以及附加任务之间的通信;以及组管理功能,其执行对附加任务的组控制。
在图4的“S001”中,工作机构(图3的“OF41”)决定是否启动附加任务(所创建的附加任务或者在当前环境中被停止的附加任务)。在工作机构决定启动附加任务的情况下,在图4的“S002”中工作机构(图3的“OF41”)执行附加任务,并且在图4的“S003”中把组标识符分配给被启动的附加任务。
在这里,组标识符是用于根据被分配给附加任务的组标识符来对多个附加任务进行管理、以及用于形成后述的虚拟系统等等的标识符。例如在图5中示出的,工作机构(图3中的“OF41”)管理组标识符的列表,在该列表中写出了属于各组标识符的附加任务(具体来说是附加任务标识符)。
在组标识符的列表中,不仅对应于单个现场设备的附加任务的组标识符可以被管理,而且对应于其它相关现场设备的附加任务的组标识符也可以被管理。组标识符的列表可以在构成系统的多个现场设备之间共享。
也就是说,在图4的步骤“S003”中,工作机构(图3的“OF41”)从组标识符的列表中搜索在图4的“S002”启动的附加任务的附加任务标识符所属的组标识符,并且把该组标识符分配给所启动的附加任务。
在图4的“S004”中,工作机构(图3的“OF41”)为所启动的附加任务分配特有地址空间(例如,附加任务可以使用的存储器空间的区域)。
在图4的“S005”中,工作机构(图3的“OF41”)为所启动的附加任务分配特有名称空间(例如,定义了附加任务所使用的如变量名或者程序名之类的名称的空间,并且即使当所启动的附加任务使用与其它附加任务相同的变量时,因为名称空间是不同的,所以也可以清楚地区别出该变量)。
最后,在图4的“S006”中,工作机构(图3的“OF41”)进行控制以使得被分配了所启动的附加任务的地址空间不被直接操作,或者使得运行中的附加任务彼此之间不能自由地进行通信。
结果,当附加任务被启动时,工作机构(图3的“OF41”)为每个附加任务分配组标识符以及特有的地址空间和名称空间。因此,被启动的附加任务可以被独立地操作而不相互干扰。
另外,由于工作机构(图3的“OF41”)执行控制以使得被分配了附加任务的地址空间不被直接操作,或者使得运行中的附加任务彼此之间不能自由地进行通信,所以可避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在图6的“S101”中,工作机构(图3的“OF41”)判定是否存在来自运行中的附加任务的读取数据的请求,该数据是设备特有功能(图3的“FD41”)所具有的数据。在工作机构判定存在读取请求的情况下,在图6的“S102”中,工作机构(图3的“OF41”)在设备特有功能(图3的“FD41”)中指定访问目标。
更具体地说,工作机构(图3的“OF41”)具有数据转换列表,其用于转换在设备特有功能(图3的“FD41”)中处理的物理数据和在附加任务中处理的逻辑数据。工作机构(图3的“OF41”)基于数据转换列表把由附加任务所指定的访问目标(逻辑数据名称)转换成物理数据名称,并且在设备特有功能(图3的“FD41”)中指定该访问目标(物理数据名称)。
在图6的“S103”中,工作机构(图3的“OF41”)判定主任务是否正在访问指定的访问目标。在工作机构判定主任务正在访问的情况下,工作机构等待,直到主任务的访问完成。
在图6的“S104”中,工作机构(图3的“OF41”)从设备特有功能(图3的“FD41”)的访问目标(物理数据名称)中读出数据(物理数据),并且基于数据转换列表把该数据转换成逻辑数据。在图6的“S105”中,转换得到的数据(逻辑数据)被传送到作为请求源的附加任务中。
按照相同的方式,在图7的“S201”中,工作机构(图3的“OF41”)判定是否存在来自运行中的附加任务的写入数据的请求,该数据是设备特有功能(图3的“FD41”)所具有的数据。在工作机构判定存在写入请求的情况下,在图7的“S202”中,工作机构(图3的“OF41”)在设备特有功能(图3的“FD41”)中指定访问目标,并且基于数据转换列表把待写入的数据转换成物理数据。
更具体地说,工作机构(图3的“OF41”)基于数据转换列表把由附加任务所指定的访问目标(逻辑数据名称)和待写入的数据(逻辑数据)分别转换成物理数据名称和物理数据。然后,工作机构在设备特有功能(图3的“FD41”)中指定访问目标(物理数据名称),并且生成转换后的待写入数据(物理数据)。
在图7的“S203”中,工作机构(图3的“OF41”)判定主任务是否正在访问指定的访问目标。在工作机构判定主任务正在访问的情况下,工作机构等待,直到主任务的访问完成。
在图7的“S204”中,工作机构(图3的“OF41”)在设备特有功能(图3的“FD41”)的访问目标(物理数据名称)处写入转换后的数据(物理数据)。
结果,由于工作机构(图3的“OF41”)允许主任务在附加任务访问设备特有功能(图3的“FD41”)中的数据的情况下优先访问数据,因此可以避免由附加任务的运行导致的对主任务的影响。
在图8的“S301”中,工作机构(图3的“OF41”)判定是否存在来自运行中的附加任务对其它附加任务的操作请求。在此,操作请求是指设定其它附加任务的运行参数;对其它附加任务进行的创建、开始、停止和删除的操作;与其它附加任务进行数据的传送和接收(与其它附加任务进行通信)等等。
例如,在把图9中示为“RQ51”的操作请求从图9中示为“AA51”的附加任务发给图9中示为“AA53”的附加任务的情况下,图9中示为“AA51”的附加任务并不直接把操作请求传送到图9中示为“AA53”的附加任务,而是如图9的“SQ51”所示把操作请求传送到工作机构(图9的“OF51”)。
在图8的“S301”中工作机构判定出存在操作请求的情况下,在图8的“S302”中,工作机构(图3的“OF41”)从组标识符的列表中获取作为操作请求目标的附加任务的组标识符。
在图8的“S303”中,工作机构(图3的“OF41”)判定作为操作请求源的附加任务的组标识符与作为操作请求目标的附加任务的组标识符是否相同。
在图8的“S303”中工作机构判定出两个组标识符相同的情况下,在图8的“S304”中,工作机构(图3的“OF41”)把操作请求传送到作为操作请求目标的附加任务。
例如,在作为操作请求源的附加任务(图9的“AA51”)的组标识符与作为操作请求目标的附加任务(图9的“AA53”)的组标识符被判定为相同的情况下,如图9的“SQ52”所示,工作机构把操作请求传送到作为操作请求目标的附加任务(图9的“AA53”)。
在图8的“S303”中工作机构判定出两个组标识符不同的情况下,在图8的“S305”中,工作机构(图3的“OF41”)向作为操作请求源的附加任务返回错误信号。
例如,在作为操作请求源的附加任务(图9的“AA51”)的组标识符与作为操作请求目标的附加任务(图9的“AA53”)的组标识符被判定为不同的情况下,如图9的“ER51”所示,工作机构向作为操作请求源的附加任务(图9的“AA51”)返回错误信号。
结果,对于存在从附加任务向其它附加任务的操作请求的情况,工作机构(图3的“OF41”)仅当作为操作请求源的附加任务的组标识符与作为操作请求目标的附加任务的组标识符相同时,才允许传送操作请求。因此,可以确保不同组标识符之间的独立性。
更具体地说,由于被相同组标识符管理的多个附加任务的联合可以作为一个与被其它组标识符管理的多个附加任务的联合相互独立的虚拟系统来进行处理,因此各虚拟系统不会彼此干扰。
因此,操作一个虚拟系统的用户可以完全独立地使用该虚拟系统,而根本不用考虑其它虚拟系统的运行与否、运行状况等等。
在这种情况下,即使在作为操作请求源的附加任务(图9的“AA51”)的组标识符与作为操作请求目标的附加任务(图9的“AA53”)的组标识符被判定为不同时,工作机构可能仅仅不允许该操作请求,而不必传送错误信号。
根据图1等所示出的实施例,从设备特有功能中所包括的执行环境(例如OS)的观点来看,提供了一种如任务和进程之类的作为单个独立执行单元来被处理的工作机构。换句话说,主任务和工作机构是分别作为单个独立的执行单元来被处理的。然而通过为主任务和工作机构二者都分配优先顺序,在其CPU分配时间和资源的占有权上可能会有变化。
在这种情况下,通过把主任务的优先顺序设定为高于工作机构的优先顺序,由附加任务的运行导致的对主任务的影响可以被进一步地避免。
工作机构(图3的“OF41”)控制运行中的附加任务的每个组标识符的优先顺序,并且因此有可能控制上述的虚拟系统单元中的优先顺序。另外,工作机构(图3的“OF41”)也可以控制每个运行中的附加任务的优先顺序。
在载入新的附加任务的情况下,工作机构(图3的“OF41”)为各个组标识符准备不同的名称空间,并且把新的附加任务分别载入这些名称空间以执行任务。因此,多个相同的附加任务可以被彼此独立地执行。
在这种情况下,由于新的附加任务可以在各组标识符当中被独立地使用,所以各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性可以被进一步提高。
总之,附加任务被分配给一个组标识符(虚拟系统)。然而,对于提供公共功能的附加任务可以被分配给两个或者更多的组标识符(两个或者更多的虚拟系统)。
在这种情况下,具有多个组标识符的附加任务以及对属于各虚拟系统的其它附加任务的操作请求变为有效。
对于提供公共功能的附加任务,可以认为是数据压缩功能、数据编码功能、用于通知警报的邮件传送功能、用于监视数据值是否超过门限值的功能等等。
在把资源提供给附加任务时,例如,在把存储部分中的文件提供给附加任务时,工作机构(图3的“OF41”)可以进行管理,以使得即使在不同组标识符的附加任务当中使用了相同的名称(文件名)时也可以使用硬件资源的不同资源。
具体地说,在附加任务(组标识符2)访问特定文件(“目录A中的文件A”路径名(¥A¥A.file))的情况下,工作机构(图3的“OF41”)获取附加任务的组标识符并且通过使用扩展路径名(¥2¥A¥A.file)来访问文件,在该扩展路径名中将组标识符被加入路径名(¥A¥A.file)。
即使是具有相同文件名称的文件(路径名(¥A¥A.file)),当组标识符不同时,其扩展路径名(¥groupidentifier¥A¥A.file)也会是完全不同的路径名。因此,不会发生资源的重叠,并且各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性可以被进一步提高。
根据在图1中示出的实施例的说明,尤其是根据参考图9对其进行的说明,描述了一种在单个现场设备中被操作的多个附加任务之间的操作请求。然而操作请求也可被应用于在多个现场设备的每一个中运行的附加任务,该多个现场设备共享组标识符并且被连接到网络100。
也就是说,如图10所示,采用了一种当存在两个现场设备即“现场设备A”和“现场设备B”时,从在一个现场设备中被操作的附加任务对在另外一个现场设备中被操作的附加任务的操作。
在图10中,“FD61”、“OF61”与“AA61”、“AA62”和“AA63”分别是“现场设备A”的设备特有功能、工作机构和一组附加任务(具体地说,是分别具有组标识符1、2和3的附加任务组)。
另外,在图10中,“FD62”、“OF62”与“AA64”、“AA65”和“AA66”分别是“现场设备B”的设备特有功能、工作机构和一组附加任务(具体地说,是分别具有组标识符1、2和3的附加任务组)。
在这里,由于“现场设备A”和“现场设备B”共享组标识符,因此在图10中示为“AA61”和“AA64”的属于组标识符“1”的附加任务构成一个虚拟系统。
按照相同的方式,图10中示为“AA62”和“AA65”的属于组标识符“2”的附加任务以及图10中示为“AA63”和“AA66”的属于组标识符“3”的附加任务分别构成虚拟系统。
例如,在把图10中示为“VC61”的操作请求(通信)从图10中示为“AP61”的附加任务(组标识符2)给到图10中示为“AP62”的附加任务(组标识符2)的情况下,实现了图10的“RC61”所示的通信。
也就是说,图10的“AP61”和“AP62”所示的附加任务不直接与对方通信,而是由从图10中示为“AP61”的附加任务接收到请求的图10中示为“OF61”的“现场设备A”的工作机构通过使用图10中示为“FD61”的“现场设备A”的设备特有功能把操作请求(通信)经由网络传送到图10中示为“FD62”的“现场设备B”的设备特有功能。然后,该操作请求(通信)经由图10中示为“OF62”的“现场设备B”的工作机构被传送到图10中示为“AP62”的附加任务中,从而实现如图10的“VC61”所示的虚拟操作请求(通信)。
通过把本发明应用到分别运行在多个现场设备中的附加任务中,可以实现如图11所示的多层构成的虚拟系统,上述多个现场设备共享组标识符并且被网络100连接。
在图11中,“SN71”、“SN72”和“SN73”是作为现场设备的各个传感器的主任务;“CT71”和“CT72”是作为现场设备的各个控制器的主任务;而“SV71”是作为现场设备的服务器的主任务。
具体地说,在假定图11例示的系统是生产系统的情况下,使作为生产系统的系统运行的任务是对如传感器、控制器和服务器之类的现场设备所需的主任务。
在图11中,被虚线(竖线)连接的每个椭圆是被添加到单个现场设备中的附加任务,而具有相同组标识符的附加任务通过示为粗实线的操作请求彼此关联。
另外,“GP71”、“GP72”和“GP73”是由不同的组标识符而被彼此独立地分割的虚拟系统。各个现场设备中运行的附加任务按照组标识符列表分别属于各个虚拟系统(相同的组标识符)。
具体地说,例如,图11的“GP71”是生产系统中的能量监视系统所需的附加任务所属的虚拟系统;图11的“GP72”是生产系统中的传感器集体安全系统所需的附加任务所属的虚拟系统;而图11的“GP73”是生产系统中的关注特定设备的监视系统所需的附加任务所属的虚拟系统。
在图11所示出的配置中,如上所述由于虚拟系统不相互干扰,所以对能量监视系统所需的附加任务所属的虚拟系统,即图11中示为“GP71”的虚拟系统进行操作的用户可以完全独立地使用该虚拟系统(能量监视系统),而根本不用考虑其它虚拟系统(传感器集体安全系统或者关注特定设备的监视系统)的运行与否、运行状况等等。
如上所述,在为每个虚拟系统(相同的组标识符)载入新的附加任务的情况下,为每个组标识符准备不同的名称空间,而新的附加任务被载入名称空间以执行该任务。因此即使在不同的组标识符当中也有可能使用相同的附加任务。即使使用了相同的文件名(相关路径名(¥A¥A.file)),当组标识符不同时扩展路径名(¥groupidentifier¥A¥A.file)也是完全不同的路径名。因此,不会发生资源的重叠,并且各虚拟系统(不同的组标识符)之间的独立性可以被进一步提高。
根据对图1中示出的实施例的说明,描述了如下的情形在存在一个从附加任务向另外一个附加任务的操作请求的情况下,工作机构(图3的“OF41”)仅当作为操作请求源的附加任务的组标识符与作为操作请求目标的附加任务的组标识符相同时,才允许该操作请求。而工作机构(图3的“OF41”)不仅对来自附加任务的请求也对来自用户的操作请求执行判定,来通过验证用户的访问权限等判定该操作请求是否合法。
在这种情况下,有可能阻止来自不具有访问权限的用户的非法操作请求,从而提高安全性。
在上述的用户验证中,每个现场设备的工作机构都必须执行用户验证。根据现场设备的数量,系统将变得复杂,因为验证信息比如用户名、口令、操作对象和所授权的操作都必须被单独地管理。
图12是示出集中管理这种验证信息的系统的另外一个实施例的配置方框图。在图12中,参考数字16、17、18、19、20和100与图1中的相同;而参考数字24是集中管理验证信息的系统管理服务器。
现场设备16、17、18、19和20经由网络100彼此连接,而系统管理服务器24也被连接到网络100。
在这里,将参考图13对图12中示出的其它实施例的操作进行描述。图13是示出在系统管理服务器24中管理的验证信息的示例的说明图。
如图13所示,描述了作为验证信息而在系统管理服务器24中被管理的用户标识符、用户名和口令,以及描述了操作对象的组标识符和对应于用户标识符的被允许的授权操作。
例如,当系统管理服务器24中用户验证的结果为用户的用户标识符是“1”时,该用户会被允许对虚拟系统中包含的附加任务进行创建、开始、停止和删除的全部操作,该虚拟系统包括属于组标识符“1”的附加任务。
另外,例如,当系统管理服务器24中用户验证的结果为用户的用户标识符是“3”时,该用户会被允许来操作两个虚拟系统,这两个虚拟系统包括属于组标识符“1”和“3”的附加任务,但是用户仅被允许对这两个虚拟系统中包含的附加任务进行停止操作。
结果,通过提供集中管理验证信息的系统管理服务器24,使得不必在每个现场设备中单独执行复杂的验证信息管理。在改变验证信息的情况下,只有系统管理服务器24的验证信息可以在不改变各现场设备的个别验证信息的情况下进行更改。
权利要求
1.一种连接到网络的现场设备,该现场设备包括存储部分;通信部分,其用于经由网络进行通信;以及运算控制部分,其用于通过在执行环境下执行主任务来整体地控制所述现场设备,并且控制在所述执行环境下运行的工作机构,其中所述工作机构把组标识符、特有地址空间和特有名称空间分配给正被启动的附加任务。
2.如权利要求1所述的现场设备,其中所述工作机构控制所述正被启动的附加任务。
3.如权利要求1所述的现场设备,其中所述工作机构响应于来自运行中的附加任务的请求而在设备特有功能中指定访问目标,以读取由设备特有功能所保持的数据,当所述主任务正在访问所指定的访问目标时,所述工作机构等待,直到主任务的访问完成,并且所述工作机构从所述访问目标中读出物理数据,基于数据转换列表把读出的物理数据转换成逻辑数据,并且把转换得到的逻辑数据传送到运行中的附加任务。
4.如权利要求1所述的现场设备,其中所述工作机构响应于来自运行中的附加任务的请求而在设备特有功能中指定访问目标,以写入由设备特有功能所保持的数据,并且基于数据转换列表把待写入的逻辑数据转换成物理数据,当所述主任务正在访问所指定的访问目标时,所述工作机构等待,直到主任务的访问完成,并且所述工作机构在所指定的访问目标中写入转换得到的物理数据。
5.如权利要求3所述的现场设备,其中所述设备特有功能包括硬件资源、主任务和执行环境。
6.如权利要求4所述的现场设备,其中所述设备特有功能包括硬件资源、主任务和执行环境。
7.如权利要求1所述的现场设备,其中所述工作机构响应于来自运行中的附加任务对其它附加任务的操作请求而获取其它附加任务的组标识符,当运行中的附加任务的组标识符和其它附加任务的组标识符相同时,所述工作机构把操作请求传送给其它附加任务,而当运行中的附加任务的组标识符和其它附加任务的组标识符不同时,所述工作机构不允许该操作请求。
8.如权利要求1所述的现场设备,其中所述执行环境为主任务和工作机构提供优先顺序。
9.如权利要求1所述的现场设备,其中所述工作机构为每个组标识符提供优先顺序。
10.如权利要求1所述的现场设备,其中所述工作机构为每个附加任务提供优先顺序。
11.如权利要求1所述的现场设备,其中在载入新的附加任务时,所述工作机构为每个组标识符准备一个不同的名称空间,并且把新的附加任务载入所述名称空间以执行该任务。
12.如权利要求1所述的现场设备,其中在把硬件资源提供给附加任务时,尽管被分配了不同组标识符的附加任务之间使用了相同的名称,但所述工作机构进行管理来使用硬件资源的不同资源。
13.如权利要求12所述的现场设备,其中当附加任务请求访问特定的路径名时,所述工作机构获取附加任务的组标识符并通过使用扩展路径名来进行访问,在所述扩展路径名中将组标识符加入到了路径名。
14.如权利要求1所述的现场设备,其中所述工作机构响应于用户的操作请求来判定一个操作请求是否合法,并且验证该用户的访问权限。
15.一种现场系统,其包括多个现场设备,所述现场设备如权利要求1所述,其中所述多个现场设备被连接到网络,并且相同的组标识符被分配给所述多个现场设备。
16.如权利要求15所述的现场系统,其包括系统管理服务器,其被连接到网络,并且集中地管理验证信息。
全文摘要
一种连接到网络的现场设备包括存储部分;用于经由网络进行通信的通信部分;以及运算控制部分,其用于通过在执行环境下执行主任务来整体地控制现场设备,并且控制在执行环境下运行的工作机构。该工作机构把组标识符、特有地址空间和特有名称空间分配给正被启动的附加任务。
文档编号G06F9/445GK101061461SQ200580039449
公开日2007年10月24日 申请日期2005年10月4日 优先权日2004年11月17日
发明者大野毅, 野口哲, 永岛晃 申请人:横河电机株式会社
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1